(57)【要約】【課題】弁軸５の回転中心軸１２が排気ガス通路の通路中心軸とは偏心した位置に設定される排気絞り弁において、熱膨張に伴う弁体４と排気ガス通路の管壁との接触を防ぎながら、弁体４の周辺部と排気ガス通路の管壁との隙間を小さくする。【解決手段】回転中心軸１２よりも通路中心軸側にあり、かつ、弁体４の周辺部が、排気ガス通路に弁軸５の挿入孔８が開口するエッジ部９と対向する位置に、弁体４の表面が切除された２個の凹所１１を対称的に形成する。この位置は、弁体４の周辺部とエッジ部９との距離が最小となる位置であり、凹所１１を設けこの部分の間隙を増大することにより、熱膨張に起因する弁体４とエッジ部９との接触を防止しながら、排気絞り弁の閉鎖時における弁体４の周辺部と排気ガス通路２の管壁との隙間を小さくすることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気系に設置される排気絞り弁であって、排気ガスが通過する断面円形の排気ガス通路（２）と、前記排気ガス通路（２）の壁部に設けられた断面円形の挿入孔（８）と、前記挿入孔（８）に嵌め込まれ前記排気ガス通路（２）を貫通する回転可能な弁軸（５）と、前記弁軸（５）に取り付けられた板状の弁体（４）とを備えており、前記弁軸（５）の回転中心軸（１２）が前記排気ガス通路（２）の通路中心軸（１３）とは偏心した位置に設定される排気絞り弁において、
前記弁体（４）の、前記回転中心軸（１２）よりも前記通路中心軸（１３）側の周辺部には、前記挿入孔（８）が前記排気ガス通路（２）に開口するエッジ部（９）に対向する位置に、前記弁体（４）の表面が切除された２個の凹所（１１）が対称的に形成されていることを特徴とする排気絞り弁。
【請求項２】
前記凹所（１１）の形状は、前記弁体（４）の周辺部と前記エッジ部（９）とが対向する点の深さが最大となるように形成されている請求項１に記載の排気絞り弁。
【請求項３】
前記弁体（４）の、前記回転中心軸（１２）をはさんで前記通路中心軸（１３）とは反対側の部分には、連通孔（１０）が設けられている請求項１又は請求項２に記載の排気絞り弁。
【請求項４】
前記エンジンはディーゼルエンジンであって、その排気系には、排気ガス中の粒子状物質を捕集するディーゼル・パティキュレート・フィルタ（２８１）と触媒（２８２）とを有する排気ガス後処理装置が配置され、前記排気絞り弁は、前記ディーゼル・パティキュレート・フィルタ（２８１）に堆積した粒子状物質を酸化除去しこれを再生するときに、その開度が小となるよう操作される請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の排気絞り弁。
【請求項５】
前記排気絞り弁は、前記排気ガス後処理装置の下流に設置されている請求項４に記載の排気絞り弁。
【請求項６】
前記エンジンは車両に搭載されており、前記排気絞り弁は、車両の減速運転中に開度が小となるよう操作される請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の排気絞り弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス後処理装置の下流に設置される絞り弁あるいは車両の減速運転中の制動力を補助する排気ブレーキ弁など、エンジンの排気系に設けられる排気絞り弁の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
環境対策の重要な一環として、車両用エンジンに対し、排気ガス中の有害成分の規制が実施される一方、その低減に向けて各種の技術の開発が精力的に行われている。特に、ディーゼルエンジンに対する、特にディーゼルエンジン排気ガスの規制は、近年、逐次強化されるとともに将来もより厳しい規制が実施される傾向にある。ディーゼルエンジンは、ガソリンエンジンと比べ一般的に熱効率が高く、二酸化炭素（ＣＯ２）の排出量はその分少なくなるという特性を有しているものの、粒子状物質（パティキュレート：、ＰＭ）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）については、その削減が強く要請されている。
【０００３】
ＰＭの排出を防止するには、ディーゼルエンジンの排気系にディーゼル・パティキュレート・フィルタ（ＤＰＦ）と呼ばれるフィルタを装着し、ＰＭを捕捉する排気ガス後処理装置がある。ＤＰＦは、通常、多孔質のコーディエライト等のセラミック体に格子状に区画された多数の細い通路を軸方向に設け、隣り合う通路の出入口を交互に目封じしたものである。ディーゼルエンジンの排気ガスは、隣り合う通路間の多孔質セラミックの壁を通過して下流に流れ、このときに微粒子であるＰＭが捕集される。このような排気ガス後処理装置として、最近では、いわゆる連続再生式ＤＰＦが注目されているが、これは、ＤＰＦの上流に酸化触媒を設置し、排気ガス中の未燃焼成分等を酸化してその温度を上昇させるなどの作用により、ＤＰＦに捕集したＰＭをエンジン作動中に連続的に酸化・除去し、ＤＰＦの目詰まりを防止するとともにＤＰＦを再生させるものである。
【０００４】
連続再生式ＤＰＦの触媒が活性化して良好な再生が行われるには、排気ガスが触媒特性に応じた活性化温度、例えば約３５０℃以上である必要がある。しかし、ディーゼルエンジンの燃料噴射量の少ない低負荷時には排気ガス温度が相当低下し、この運転状態が長時間継続すると、触媒の温度は活性温度を下回り、ＤＰＦにＰＭが蓄積される。したがって、連続再生式ＤＰＦにおいても、排気ガス温度を意図的に上昇させ触媒を活性化して、ＰＭを除去しなければならない場合があり、このような連続再生式ＤＰＦの再生を、以下、強制再生と称する。
【０００５】
強制再生時においては、排気ガスの温度を上昇するため、エンジンの排気行程で燃料を噴射する後噴射などの手段で排気系に添加燃料を供給し、この燃料を触媒等で酸化燃焼させる。さらに、連続再生式ＤＰＦの下流に排気絞り弁を設け、強制再生を実施するときに排気通路を絞ることによって、より一層の排気ガス温度の上昇を図る手段もあり、例えば特開２００３−３４３２８７号公報に示されている。ここで、連続再生式ＤＰＦの下流に排気絞り弁を設けたディーゼルエンジンについて図８の概略図に基づいて説明し、また、このような排気絞り弁の具体的な構造について図７に基づいて説明する。
【０００６】
図８において、ディーゼルエンジン本体のシリンダ内には、エアクリーナ２２及び吸気管２３を介して空気が供給される。シリンダ内には圧縮行程の終期に燃料噴射ノズル２４から燃料が噴射され、噴射された燃料は、圧縮された空気と混合してシリンダ内で燃焼し動力を発生させる。燃焼後の排気ガスは、排気管２５に排出されるとともに、その一部はＥＧＲ通路２６を介して吸気管２３に再循環される。再循環は主にＮＯｘの発生防止を目的で行われるものであって、再循環される排気ガスの量はＥＧＲバルブ２７により制御される。また、排気管２５には、セラミック体のＤＰＦ２８１と、上流に配置された酸化触媒２８２とを備えた連続再生式ＤＰＦ２８が設置され、排気ガス中のＰＭを捕集する。連続再生式ＤＰＦ２８の下流には、流体圧アクチュエータ１８により操作される排気絞り弁１が設置されている。この排気絞り弁１は、流体圧アクチュエータ１８に導入される作動流体を電磁弁１９により制御し、ディーゼルエンジンの通常運転中には全開に保持されている。
【０００７】
連続再生式ＤＰＦ２８においては、ディーゼルエンジンの排気ガス温度が所定値以上であれば酸化触媒２８２は活性化され、その酸化作用で高温となった排気ガスにより、ＤＰＦ２８１に捕集され堆積したＰＭは、排気ガス中の酸素等と化合し酸化・除去される。しかし、ディーゼルエンジンが長時間低負荷で運転された場合は、排気ガスの温度が低下して酸化触媒２８２の活性が下がり、捕集されたＰＭの堆積量が増大する。堆積量が一定量を超えると、ＤＰＦの強制再生を行うため、燃料噴射ノズル２４からの後噴射により添加燃料を供給するなどの方法で、排気ガスの温度を高める。このような制御は、ＤＰＦ２８１前後の差圧、その温度、エンジン回転数等に応じてＥＣＵ２１０が出力する指令により実行される。
【０００８】
後噴射などによっても触媒の活性化が困難であるようなエンジンの低負荷領域においては、連続再生式ＤＰＦ２８の下流に設置された排気絞り弁１の開度を小さくし、排気ガスの流れを強く絞る制御を行う。これによって、連続再生式ＤＰＦ２８からの熱の放散が防止されてその内部が保温されるとともに、エンジン排圧上昇に伴いエンジンに作用する負荷トルクが増大して燃料噴射量も増大するので、排気ガスの温度が一層上昇し、酸化触媒２８２が十分に活性化してＤＰＦ２８１の再生が促進される。ただし、排気絞り弁１を絞ると、ディーゼルエンジンの運転には多大な影響を及ぼすから、排気絞り弁1を併用する強制再生は、車両が停車しエンジンがアイドル状態となったときに実行するよう設定されている。なお、ここでは排気絞り弁１を連続再生式ＤＰＦ２８の下流に設けた排気ガス後処理装置について説明したけれども、前述の特開２００３−３４３２８７号公報に記載されているとおり、排気絞り弁１を上流側に配置する場合もある。
【０００９】
排気絞り弁１は、図７に示されるように、バルブボディ３の排気ガス通路２内に配置されたバタフライバルブとして構成されている。排気ガス通路２の壁部には、弁軸５の挿入孔８が設けられ、ここにブッシュを介して弁軸５の両端部が嵌め込まれ支持される。排気ガス通路２を貫通する弁軸５の中間部は、両端部よりも径が拡大されているが、その上方部分は排気通路２の全幅に亘って切除され、平坦な面となっている。このため、弁軸５の中間部と両端部との間には、鍔部５１が形成される。また、弁軸５の挿入孔８が排気ガス通路２に開口する位置の管壁には、エッジ部９が形成されている。
【００１０】
弁軸５の中間部の平坦な面には、バタフライバルブの板状の弁体４がボルト６によって固定される。弁体４は、弁の閉鎖時にはその周辺部がほぼ排気ガス通路２の管壁と一致するよう、平面図では円形に近い楕円形状となっている。この図は、弁の全開時を示すものであるが、弁を閉鎖するときは、流体圧アクチュエータに連結されたリンク７により、弁軸５を、例えば７５度程度回転させ、弁体４の周辺部を排気ガス通路２の管壁に近接させる。ただし、弁の全閉位置であっても、完全に排気ガス通路２を閉塞するものではなく、ＤＰＦの強制再生時等におけるディーゼルエンジンの運転を可能とするため、弁体４の周辺部と排気ガス通路２の管壁との間には少量の間隙が確保されている。
【００１１】
このような排気絞り弁は、連続再生式ＤＰＦと組み合わせて使用されるばかりではなく、一例として特開平１１−２５７１０４公報に記載されているように、従来から排気ブレーキ弁としても使用されている。つまり、ディーゼルエンジンを搭載した車両のうち、車両総重量の大きな大型トラック等においては、車両の減速運転中のブレーキを補助し安全性を向上させるため、同様な構成を有する排気ブレーキ弁を設け、減速時にはこれによって排気を強く絞りディーゼルエンジンに作用する負荷トルクを増加させるものが多い。
【特許文献１】特開２００３−３４３２８７号公報
【特許文献２】特開平１１−２５７１０４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前述のように、連続再生式ＤＰＦに捕集されたＰＭを酸化・除去するには、添加燃料の噴射等による排気ガスの高温化と排気絞り弁とを併用するのが効果的である。ただし、排気管に設けられた排気絞り弁は、常に高温の排気ガスにさらされ、その構成部品には熱膨張が生じる。ことに、ＤＰＦの強制再生時には添加燃料が排気系で酸化燃焼し、排気ガス温度は通常のディーゼルエンジンの運転時よりも高まるとともに、ＤＰＦに堆積したＰＭも燃焼するから、連続再生式ＤＰＦの下流側の温度はより一層上昇して、場合によっては６００℃を超えるような温度となる。このため、連続再生式ＤＰＦの下流に設置される排気絞り弁に作用する熱負荷は非常に大きく、構成部品の熱膨張は甚だしいものとなる。
【００１３】
また、ＤＰＦの強制再生時に排気絞り弁を閉鎖してディーゼルエンジンを運転すると、排気絞り弁の上流の排気ガス圧力が上昇する。この排気ガスは、排気絞り弁の弁体の周辺部と排気ガス通路の管壁との間の間隙から、圧力降下を起こしながら激しい勢いで流出するので、このとき、排気絞り弁の周辺から大きな騒音が発生する。この騒音は、排気絞り弁の下流側に連続再生式ＤＰＦが存在するときは、これによって緩和されるものの、連続再生式ＤＰＦの後ろ側に配置された排気絞り弁では、連続再生式ＤＰＦによる騒音低減作用は期待できない。
【００１４】
上記の騒音を低減するには、排気絞り弁の弁体に連通孔を設け、排気絞り弁を閉鎖してディーゼルエンジンを運転するときには、連通孔から排気ガスを排出するようにして、弁体と排気ガス通路の管壁との間を流れる排気ガスをなるべく少なくすることが考えられる。そのためには、閉鎖時において弁体の周辺部を排気ガス通路の管壁に接近させ、その間の間隙を極力減少する必要がある。
【００１５】
ところが、排気絞り弁に生じる熱膨張は、その量が構成部品の各々によって異なるものとなる。つまり、排気絞り弁の弁体はその周囲を常時高温の排気ガスが流れるのに対し、排気ガス通路が形成されるバルブボディの外側には常温の大気が存在するから、これらを同一の材質で製造したとしても、温度の相違に基づく熱膨張量の差異があり、弁体の周辺部と排気ガス通路の管壁との間隙は、排気ガス温度の上昇につれて次第に減少する。騒音低減のため、弁体を排気ガス通路の管壁に接近させて設計すると、熱膨張時にはこれらが接触していわゆるかじりを起こし、弁体が固着する恐れがある。
【００１６】
一方、排気絞り弁は、ディーゼルエンジンの通常運転時には、全開に保持されなければならない。このため、排気絞り弁においては、弁体に作用する排気ガスの圧力が常に開放方向に作用するよう、弁体の取り付けられる弁軸の回転中心軸を、排気ガスの通路中心軸とは偏心させて設定するものが多い。この場合、弁体に作用する排気ガスの圧力中心は、排気ガスの通路中心軸と弁体との交点、すなわち弁体の楕円形状の中心点付近となるから、その中心点を回転中心軸から僅かにずらした状態で、弁体を弁軸に固定する。そして、このように固定すると、弁軸の挿入孔が排気ガス通路に開口する部分のエッジ部と弁体の周辺部との間の隙間は、回転中心軸の両側において異なる結果となり、弁体の中心点がある方の側の隙間が狭いものとなる。
【００１７】
本発明は、排気絞り弁の弁体に作用する排気ガスの圧力が常に開放方向に作用するよう、弁体の取り付けられる弁軸の回転中心軸を、排気ガスの通路中心軸とは偏心させて設定する排気絞り弁に関するものである。また、本発明の課題は、こうした排気絞り弁において、高温の排気ガスによって熱膨張が生じた際も、弁体と排気ガス通路の管壁との接触を防ぎ、弁体が固着して作動不能となるような事態を回避することにある。このような課題は、連続再生式ＤＰＦと組み合わされた排気絞り弁のみならず、排気ブレーキ等として装備される排気絞り弁にも共通するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の課題に鑑み、本発明は、熱膨張に伴う弁体と排気ガス通路の管壁との接触を防ぐことを目的とし、排気絞り弁の弁体において、弁体周辺部と管壁とが最も接近する位置の表面に凹所を形成するものである。すなわち、本発明は、
「エンジンの排気系に設置される排気絞り弁であって、排気ガスが通過する断面円形の排気ガス通路と、前記排気ガス通路の壁部に設けられた断面円形の挿入孔と、前記挿入孔に嵌め込まれ前記排気ガス通路を貫通する回転可能な弁軸と、前記弁軸に取り付けられた板状の弁体とを備えており、前記弁軸の回転中心軸が前記排気ガス通路の通路中心軸とは偏心した位置に設定される排気絞り弁において、
前記弁体の、前記回転中心軸よりも前記通路中心軸側の周辺部には、前記挿入孔が前記排気ガス通路に開口するエッジ部に対向する位置に、前記弁体の表面が切除された２個の凹所が対称的に形成されている」
ことを特徴とする排気絞り弁となっている。
【００１９】
前記凹所の形状は、請求項２のように、前記弁体の周辺部と前記エッジ部とが対向する点の深さが最大となるように形成されていることが好ましい。
【００２０】
排気ガスの流路を確保するため、請求項3のように、前記弁体の、前記回転中心軸をはさんで前記通路中心軸とは反対側の部分には、連通孔を設けることができる。
【００２１】
請求項４のように、本発明の排気絞り弁を、排気ガス中の粒子状物質を捕集するディーゼル・パティキュレート・フィルタと触媒とを有する排気ガス後処理装置が配置されたディーゼルエンジンに適用し、前記ディーゼル・パティキュレート・フィルタに堆積した粒子状物質を酸化除去しこれを再生するときに、排気絞り弁の開度が小となるよう操作することができる。このときは、請求項５のように、排気絞り弁を排気ガス後処理装置の下流に設置することが好ましい。
【００２２】
また、請求項６のように、本発明の排気絞り弁を排気ブレーキ弁として使用し、車両の減速運転中に開度が小となるよう操作することも可能である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の対象となる排気絞り弁は、ディーゼルエンジンの通常運転中には開放方向のトルクが作用するよう、弁軸の回転中心軸が排気ガス通路の通路中心軸とは偏心した位置に設定されるものである。こうした排気絞り弁は、楕円形の弁体の中心が回転中心軸とはずれた位置に固定され、弁体の周辺部と排気ガス通路の管壁との隙間が、回転中心軸の両側で不均一となる。本発明では、その隙間が小さくなる側、すなわち、回転中心軸よりも通路中心軸側、の弁体の周辺部には、弁軸の挿入孔が排気ガス通路に開口するエッジ部に対向する位置に、弁体の表面が切除された２個の凹所が対称的に形成されている。
【００２４】
弁体の周辺部と対向する排気ガス通路の管壁との距離は、回転中心軸に近い周辺部ほど短い。上記の位置は、弁体の全周辺部のうち、周辺部とエッジ部との距離が最小となる位置であるから、高温の排気ガスにより排気絞り弁に熱膨張が生じた際に、弁体とエッジ部とが接触する危険の最も大きい個所である。本発明では、ここに凹所を形成することにより間隙が大きくなり、熱膨張による接触の恐れが回避できるので、弁体の周辺部と排気ガス通路の管壁との全体的な間隙をなるべく小さいものとして設計することが可能となる。これにより、排気絞り弁閉鎖時の弁体周囲を流れる排気ガスが減少し、発生する騒音が低減する。また、弁体の表面を切除するという簡単な加工により、このような効果を得ることができるので、製造コスト等は殆ど増加しない。
【００２５】
請求項２のように、凹所の形状を、弁体の周辺部とエッジ部とが対向する部分の深さが最大となるように形成したときは、最も有効に上記の効果が達成され、弁体の周辺部と排気ガス通路の管壁との全体的な間隙を極小化することができる。
【００２６】
また、請求項3のように、回転中心軸をはさんで通路中心軸とは反対側の部分に連通孔を設けたときは、弁体の周辺部と排気ガス通路の管壁との全体的な間隙を小さくした場合であっても、閉鎖時の排気ガスの流路を確保することができる。
【００２７】
排気ガス中の粒子状物質を捕集するディーゼル・パティキュレート・フィルタと触媒とを有する排気ガス後処理装置と排気絞り弁とを組み合わせたものでは、強制再生時に排気絞り弁には大きな熱負荷がかかる。したがって、請求項４のように、本発明の排気絞り弁は、このような排気ガス後処理装置が装備されたディーゼルエンジンに特に好適なものである。そして、請求項５のように、排気絞り弁を排気ガス後処理装置の下流に設置するものでは、本発明は一層有効な効果を発揮することとなる。
【００２８】
エンジンの排気系に設置される排気絞り弁には、排気ガス後処理装置と組み合わされた排気絞り弁以外に、大型車等で用いられる排気ブレーキ弁がある。排気ブレーキ弁にあっても高温の排気ガスによる熱膨張は生じるから、請求項６のように、本発明を排気ブレーキ弁に適用し、熱膨張による固着を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面に基づいて、本発明の排気絞り弁について説明する。ただし、本発明は排気絞り弁自体に関するものであり、適用される排気ガス後処理装置の構成及び作動は、図８のものと変わりはないので、詳しい説明は省略する。また、本発明の排気絞り弁について、従来例（図７）の部品、装置に対応するものには、同一の番号が付してある。
【００３０】
図１、図２に示される本発明の排気絞り弁は、図７のものと同様に、排気ガス通路２が形成されたバルブボディ３内に配置されたバタフライバルブとなっている。弁体４の取り付けられる弁軸５は、やはり図７の弁軸と同様な形状であって、バルブボディ３に形成された挿入孔８に嵌めこまれる両端部と、弁体４を固定する中間の平坦な面を有し、平坦な面と両端部との間に鍔部５１が形成され、弁軸５の挿入孔８が排気通路２に開口する部分はエッジ部９となっている。図１、図２は、排気絞り弁が全開の状態を示す図であり、ＤＰＦの強制再生時においては、添加燃料の燃焼等により排気ガス温度を上昇させるとともに、運転状況によっては、弁体４を閉鎖位置とする。弁軸５には、リンク７を介して、例えばシリンダ−ピストン機構を備えた流体圧アクチュエータが連結され、排気絞り弁を閉じるときは、流体圧アクチュエータに圧縮空気等を導入し、弁軸５を回転させる。
【００３１】
本発明の弁軸５の回転中心軸１２は、排気ガス通路２の通路中心軸１３が弁体４と交差する点Ｃ、つまり楕円形状の弁体４の中心点、とは離れた位置に設定されている。すなわち、図４に示されるとおり、弁軸５の回転中心軸１２は、通路中心軸１３から距離Ｅだけオフセットされた位置を通過する。排気ガス圧力の合力は、通路中心軸１３が弁体４と交差する点Ｃに作用するから、オフセットすることによって、弁体４には排気ガス圧力に基づく開放方向のトルクが作用する。したがって、ディーゼルエンジンの通常運転時に何らかの原因で閉鎖したとしても、排気絞り弁は自動的に開放されるようになる。なお、図４では、理解を容易とするためオフセットＥを強調して記載しているが、実際のオフセットの量は、排気ガス通路２の直径の１／２０〜１／４０程度の僅かなものである。
【００３２】
このように、弁軸５の回転中心軸１２を排気ガス通路２の通路中心軸１３とオフセットして設定すると、弁体４は、その楕円形状の中心点Ｃが、オフセットされた分だけ回転中心軸１２とは離れた位置となるよう、弁軸５に取り付けられる。その結果、弁体の４の周辺部と、弁軸の挿入孔８が排気通路２に開口する部分に形成されるエッジ部９との距離は、回転中心軸１２の両側において異なることとなり、図６の詳細図に示されるとおり、弁体４の中心点Ｃがある方の側の隙間が狭くなる。
【００３３】
弁体４の閉鎖時に発生する騒音を低下させるには、弁体４と排気通路２の管壁との間隙をなるべく小さくする必要がある。間隙を狭くしたときにも、エンジンの排気ガスの排出量を確保するため、本発明においては、弁体４に３個の連通孔１０を設けている。排気絞り弁の閉鎖時にあっては、排気ガスの大部分がこの連通孔１０を通過して流れるが、連通孔１０は弁体４の中央部付近に設けられており、また、ある程度広い流路面積となっているので、閉鎖時において弁体４の周囲のみを排気ガスが流れる排気絞り弁と比較すると、発生する騒音は大幅に減少する。
【００３４】
弁体の４の周辺部と排気ガス通路２の管壁との距離は、周辺部が弁軸５の回転中心軸に近い位置にあるほど短く、したがって、挿入孔８が開口する部分に形成されるエッジ部９とこれに対抗する位置の周辺部との間隙が最短となる。また、エッジ部９は円形の管壁に形成されているので、弁体４が全開から全閉まで回転する間には、周辺部とエッジ部９との距離（隙間）は、弁体４の厚さ等にもよるが一般的には図５のように変化し、ほぼ全閉の付近で最小となる。そして、回転中心軸１２の両側では、上記のとおり、弁体４の中心点Ｃがある方の側の距離が短い。
【００３５】
つまり、高温の排気ガスによる熱膨張に起因して、弁体の４の周辺部と排気ガス通路２の管壁がまず接触するのは、弁体４の中心点Ｃがある方の側の、エッジ部９に対抗する位置の周辺部である。本発明では、その位置の弁体４の表面に凹所１１を形成する。この凹所によりエッジ部９と弁体４の周辺部との距離が増大し、熱膨張が生じたときも、両者が接触しかじりを起こすことは防止される。凹所１１が設けられる位置は、熱膨張による接触が最も生じやすい個所であり、ここで接触が起こらなければ、他の周辺部に接触が生じることはない。
【００３６】
図３には、本発明を実施した弁体４の形状を示す。弁体４には、弁軸５の回転中心軸１２上に、取り付け用ボルト６を通す２個の穴５２が設けられ、さらに、閉鎖時の排気ガスの連通孔１０が３個開けられている。Ｃは楕円形の弁体４の中心点であって、この点を排気ガス通路２の通路中心軸１３が通過する。回転中心軸１２の右側の、ハッチングを施した部分の面積は、左側の面積よりも大きく、これにより、排気ガスの圧力は弁体４に開放方向のトルクを与えることになる。凹所１１は、回転中心軸１２に関し、排気ガス通路２の通路中心軸１３が存在する側の周辺部に、対称的に２箇所形成される。
【００３７】
図６は、回転軸５に取り付けられた弁体４と挿入孔８の開口のエッジ部９付近を拡大して示すものである。凹所１１は、例えば円形の工具を用いて弁体４の表面を切除することにより形成されるが、その形状は、周辺部とエッジ部９との隙間が最小となる位置、つまり、エッジ部９に対抗する周辺部の位置が最も深くなるように形成されている。また、断面Ａ−Ａに示すとおり、弁体４の厚さの全体を切除せず、周辺部分は残しているから、排気絞り弁の閉鎖時に、この部分の隙間を通過する排気ガスの量が、凹所１１によって増大することはない。
【００３８】
以上詳述したとおり、本発明は、熱膨張に伴う弁体と排気ガス通路の管壁との接触を防ぐことを目的とし、排気絞り弁の弁体において、開閉作動の過程で弁体と管壁とが最も接近する位置の表面に凹所を形成するものである。したがって、本発明は、排気ガス後処理装置とともに使用される排気絞り弁ばかりでなく、例えば、排気ブレーキ弁として設置されたもの等、エンジンの排気管に用いられる排気絞り弁一般に適用できることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に基づく排気絞り弁の断面平面図である。
【図２】本発明の基づく排気絞り弁の断面正面図である。
【図３】本発明による弁体の図である。
【図４】本発明の排気絞り弁の作動に関する説明図である。
【図５】弁体の周辺部とエッジ部との間隙を示すグラフである。
【図６】弁体の閉鎖位置におけるエッジ部付近を表す詳細図である。
【図７】従来の排気絞り弁を示す図である。
【図８】排気絞り弁が適用されるディーゼルエンジンの概略図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  排気絞り弁
２  排気ガス通路
３  バルブボディ
４  弁体
５  弁軸
８  挿入孔
９  エッジ部
１１  凹所
１２  回転中心軸
１３  通路中心軸
２８  連続再生式ＤＰＦ
【図１】
2005299457.tif 000003
【図２】
2005299457.tif 000004
【図３】
2005299457.tif 000005
【図４】
2005299457.tif 000006
【図５】
2005299457.tif 000007
【図６】
2005299457.tif 000008
【図７】
2005299457.tif 000009
【図８】
2005299457.tif 000010